全 文 ：2006No.1
SerialNo.154 ChinaBrewing ResearchReport
随着生活水平的提高，现代文明病的出现，人们
对膳食纤维的研究也越来越深入。经研究，膳食纤维
具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等多种生
理功能[1-2]，还作为一种特殊的食品营养添加剂，因此
被人们称为第七营养素[3]。2000年，美国谷物化学家
协会（ AACC）将膳食纤维定义为：植物可食部分和
类似碳水化合物，不能为人体小肠消化和吸收，但可
以在大肠内全部或部分发酵，包括多糖、寡聚糖、木
质素及植物基质[4]。中国营养学会则将其分为总膳食
纤维、可溶性膳食纤维（ SDF）、不可溶性膳食纤维
（ IDF）和非淀粉多糖。
柠檬[Citruslimon(L.)Burm.f.]属柑橘属植物，我
国四川的柠檬产量及种植规模均占全国的70%以上，
而四川安岳更被誉为“ 柠檬之乡”，其先后开发了柠
檬油、柠檬果胶、柠檬醋、柠檬茶等产品，而大量的
柠檬皮渣却被废弃，降低了柠檬加工的附加值。郑建仙[5]、
王纯荣[6]、Baker[7]、Grigelmo[8]等研究表明柑桔皮渣是
良好的膳食纤维原料，因为由其制取的膳食纤维比谷
物来源的产品含有更高的水溶性膳食纤维。有研究表
明，膳食纤维的来源、加工方法的不同及其色泽等不
断影响其感官性能和加工性能，同时也影响其功能性
和生理活性。郑建仙[5]认为用酸碱法制取膳食纤维时，
反复的水浸泡冲洗和频繁的热处理会明显减少纤维终
产品的持水力和膨胀性，这样会恶化其工艺特性。因
为膳食纤维增加饱腹感可预防肥胖症、增加粪便排出
量可预防便秘等方面与其持水力、溶胀性有密切的关
系。而采用微生物发酵制取膳食纤维是一种比较新颖
的途径，本实验以柠檬皮为原料，采用绿色木霉发酵
收稿日期:2005-08-11
基金项目:四川省科委“ 十五”攻关项目子课题（ 02NG003-015）
作者简介:张雪梅（ 1961-），女，硕士研究生；蒲 彪，副教授，通讯作者。
发酵制取柠檬皮膳食纤维及其脱色工艺研究
张雪梅,蒲 彪,欧阳玲花,李 季
(四川农业大学 信息与工程技术学院,四川 雅安 625014)
摘 要:采用正交试验优化绿色木霉发酵制取柠檬皮膳食纤维的最佳工艺，以发酵温度、pH值、发酵时间为主要因素，按
L9（ 33）正交组合设计试验，结果表明：提取膳食纤维的最佳组合为发酵温度28℃、发酵时间72h、pH值6.3。同时还进行
膳食纤维的脱色处理试验，以过氧化氢（ H2O2）为脱色剂，探讨了H2O2的用量、反应时间、反应温度及其pH对柠檬皮膳
食纤维脱色效果的影响，并通过正交试验确定了柠檬皮膳食纤维脱色的最佳工艺条件，即：H2O2用量5%，pH10，温度
45℃，时间3h。
关 键 词:柠檬皮；膳食纤维；绿色木霉；提取；漂白工艺
中图分类号:TS202.3 文献标识码:B 文章编号:0254-5071(2006)01-0026-04
ResearchonextractionofdietaryfiberfromlemonpeelbyfermentationwithTrichoderma
virideandthebleachingtechnique
ZHANGXue-mei,PUBiao,OUYANGLing-hua,LiJi
(ColegeofInformationandEngineering,SichuanAgriculturalUniversity,Yaan625014,China)
Abstract:TheoptimumprocessingtechnologyofextractingdietaryfiberfromlemonpeelbyfermentationwithTrichodermaviridewasstudied
byorthogonaltest.Fermentationtemperature,pH,andtimewerechosenasthemainfactors,anddesignedaccordingtoL9(33).Theresult
showedthat:theoptimumfermentationconditionsweretemperature28℃,time72h,andpH6.3.ThebleachingtestofdietaryfiberbyH2O2
alsostudied.TheinfluencesofH2O2amount,reactiontimeandtemperature,andpHonbleachingwerediscussed.Theoptimumconditionsfor
bleachingwereconfirmedthroughorthogonaltest,andtheresultswere:H2O25%,pH10,temperature45℃andtime3h.
Keywords:lemonpeel;dietaryfiber;Trichodermaviride;extraction;bleachingtechnology
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2006年 第1期
总第154期
中 国 酿 造
研究报告
法对膳食纤维的提取工艺及脱色处理进行了初步探讨。
1材料与方法
1.1菌种与材料
菌种：绿色木霉（ Trichodermaviride） 13030菌
株，为产纤维素酶菌株，购自中国工业微生物菌种保
藏管理中心。
柠檬皮：来自四川安岳华通柠檬开发有限公司，
经粉碎，过60目筛，干燥器保存。
试剂：30%过氧化氢，氢氧化钠，盐酸，无水乙醇
均为分析纯。
1.2培养基
扩大和转代培养基：马铃薯培养基（ PDA）。
发酵培养基：（ NH4）2SO43g， K2HPO43.8g，
MgSO41g，CaCl20.8g，Tween-800.2mL， 蒸馏水
1000mL。
1.3孢子悬浮液的制备
用无菌生理水将孢子洗下，振荡分散孢子，适当稀
释，用血球计数板计数，保持孢子含量在107个/mL~
108个/mL。
1.4仪器
数显恒温水浴锅：金坛市富华仪器有限公司
HH-4型；振荡培养箱：上海建恒仪器有限公司HY-5
型；超净工作台：苏净集团苏州安泰空气技术有限公
司SW-CJ-1F；电子天平：北京赛多利斯仪器系统有
限公司 BT124S；电热恒温热风干燥箱：上海精宏实
验仪器有限公司DHG-924A；电热手提压力蒸汽消毒
器：上海医用核子仪器厂 YXQ·SG41-280；全自动
色差计：北京康光仪器有限公司 SC-80C型。
1.5方法
1.5.1柠檬皮膳食纤维的制备方法
柠檬皮→粉碎（ 60目）→灭菌（ 121℃，20min）→
接孢子悬液→振荡培养（ 150r/min）→加热灭菌→
沉淀→过滤→烘干→半成品→脱色→漂洗→烘干→成品
1.5.2膳食纤维的化学成分分析方法
水分：按 GB5009.3-85进行测定[9]；灰分：按
GB8857-88进行测定[9]；纤维素；按GB10469-89进行
测定[9]；蛋白质：按微量凯氏定氮法进行测定[10]；木
质素：参照 86%硫酸水解法进行测定[11]；总膳食纤
维、水溶性膳食纤维、水不溶性膳食纤维均参照
AOAC法进行测定[12]。
1.5.3持水性的测定[13]
称取 1.0000g过 40目筛的膳食纤维置于 100mL
烧杯中，加蒸馏水75mL，在（ 25±2）℃下电磁搅拌
24h，转移至离心杯中，在3000r/min~4000r/min离心
0.5h，取出，倾去上清液，甩干水分，称重。
持水力（ WHC）=样品湿重g-样品干重g
样品干重g
1.5.4溶胀性的测定[13]
称取过40目筛的膳食纤维 0.1000g，置于 10mL
的量筒中，移液管准确移取5.00mL的蒸馏水加入其
中，震荡均匀后室温（ 18±3）℃放置24h，读取液体
中膳食纤维的体积。
溶胀性（ SW）=溶胀后纤维体积mL-干样品体积mL
样品干重g
2结果与分析
2.1膳食纤维制备工艺研究
通过对影响提取膳食纤维得率的众多因素初步分
析，确定其中3个因素对提取得率有较大的影响。为
此采用L9（ 33）正交试验对上述3个条件进行优化，
因素水平见表1。
表1提取柠檬皮DF正交试验因素水平表
Table1.Orthogonaldesignforextractionofdietaryfiber
from lemonpeel
按10%的接种量将孢子悬浮液接入装有液体种子
培养基的三角瓶内，然后按正交表（ 表2）中条件进
行恒温摇床（ 150r/min）震荡培养，最后进行方差分
析，结果见表2和表3。
柠檬皮膳食纤维的最佳制取条件为发酵温度28℃、
发酵时间72h、pH6.3。其中影响因素的主次关系是发
酵时间>pH值>发酵温度，方差分析结果表明，所有
因素对柠檬皮膳食纤维的制取均有显著性影响。
2.2膳食纤维脱色工艺研究
为了改善膳食纤维的感官性能，提高产品的白
度，经初步研究确定以过氧化氢为脱色剂，以脱色温
度、H2O2用量、脱色时间、pH值4个因素为主要影
响因子。通过采用L9（ 33）正交试验组合对上述4个
条件进行优化，并对得到的实验数据进行数据分析。
正交试验因素水平见表4，正交脱色试验结果见表5。
准确称取1.000g柠檬皮膳食纤维，按固液比1:20
和正交表（ 表5）中的条件进行脱色。到规定的时间
后迅速取出，倾去上清液，漂洗至中性，置于60℃干
水平 A温度/℃ B时间/h CpH值
1 24 48 6.3
2 28 60 6.8
3 32 72 7.3
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SerialNo.154 ChinaBrewing
燥4h~6h。用全自动色差计进行白度的测定，每个样
品重复3次，取平均值作为试验结果。其白度为色差
计测定的白度，数值越大，表示待测样品的颜色越
浅，反之颜色则越深。
表2提取柠檬皮DF正交试验组合结果与数据分析
Table2.Resultsandanalysisoforthogonaldesignfor
extractionofdietaryfiberfrom lemonpeel
表3提取柠檬皮DF方差分析表
Table3.Analysisofvarianceforextractionofdietaryfiber
from lemonpeel
表4脱色正交试验因素水平表
Table4.Orthogonaldesignforbleachingtest
柠檬皮膳食纤维的最佳脱色条件为：H2O2用量
5%，pH10，脱色温度45℃，脱色时间3h。各因素的
主次关系为：脱色温度 >脱色时间 >pH值 >H2O2用
量，所有因素对膳食纤维的脱色均呈显著性影响。其
中温度对柠檬皮膳食纤维的脱色效果影响最大，其次
是时间、pH值和H2O2用量。这是因为H2O2的脱色能
力是随着温度和pH值的升高而增强的，但温度不宜
过高，若过高，过氧化氢的分解速度会加快，带来不
必要的副反应，影响脱色的效果。当H2O2的用量一
定时，pH值越高，H2O2的氧化能力越强。但 pH值
不宜过高，若pH值过高，可能使其它物质发生降解
及其它复杂的副反应而使产品色泽加深。H2O2用量对
柠檬皮膳食纤维的漂白影响最小，H2O2用量并非越大
越好，用量过高会影响膳食纤维的理化性质，同时又
会增加成本，残留不易解决，文献[14-15]和实验表
明，H2O2用量超过5%之后，产品白度提高缓慢，故
控制在5%左右。
表5L9(34)正交脱色试验组合结果与数据分析
Table5.ResultsandanalysisofL9(34) orthogonaldesign
forbleachingtest
表7显示，在溶胀性和持水性方面，发酵样品与
化学法、原粉比较有不同程度的变化。其中微生物法
制取的膳食纤维溶胀性明显高于原料和化学法制取的
样品，但原料和化学法中的膳食纤维持水性却明显大
于发酵样品。即便如此，实验发酵制取的膳食纤维样
ResearchReport
水平 AH2O2用量/% BpH值 C温度/℃ D时间/h
1 4 8 35 3
2 5 10 45 4
3 6 12 55 5
方差来源 A B C 误差
平方和 6.25 8.94 7.75 2.09
自由度 2 2 2 9
均方 3.13 4.47 3.88 0.23
F值 13.61 19.43 16.87
显著性 ** ** **
处理 AH2O2用
量/%
BpH值 C温
度/℃
D时
间/h
白度/
Wty
1 1（4） 1（8） 1（35） 1（3） 30.63
2 1 2（10） 2（45） 2（4） 42.05
3 1 3（12） 3（55） 3（5） 40.35
4 2（5） 1 2 3 39.95
5 2 2 3 1 45.58
6 2 3 1 2 29.07
7 3（6） 1 3 2 27.29
8 3 2 1 3 29.30
9 3 3 2 1 44.64
K1 113.03 97.87 89.00 120.85
K2 114.60 116.93 126.64 98.41
K3 101.23 114.06 113.22 109.60
k1 37.68 32.62 29.67 40.28
k2 38.20 38.98 42.21 32.80
k3 33.74 38.02 37.74 36.53
R 4.46 6.36 12.54 7.48
最佳水平 A2 B2 C2 D1
处理号 A温度/℃ B时间/h CpH值 得率/%
1 1（24） 1（48） 1（6.3） 72.96
2 1 2（60） 2（6.8） 73.05
3 1 3（72） 3（7.3） 71.58
4 2（28） 1 2 69.76
5 2 2 3 76.40
6 2 3 1 77.54
7 3（32） 1 3 73.60
8 3 2 1 72.78
9 3 3 2 73.90
K1 217.59 216.32 223.28
K2 223.70 222.23 216.71
K3 220.28 223.02 221.58
k1 72.53 72.11 74.43
k2 74.57 74.08 72.24
k3 73.43 74.34 73.86
R 2.04 2.23 2.19
最佳水平 A2 B3 C1
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总第154期
中 国 酿 造
研究报告
品持水力6.76g/g和溶胀性16.57mL/g远大于西方国
家常用的小麦麸皮膳食纤维标准持水力 4g/g和溶胀
性4mL/g。
表6脱色试验方差分析表
Table6.Analysisofvarianceforbleachingtest
2.3膳食纤维的特性(见表7)
表7膳食纤维主要成分及部分功能性
Table7.Maincompositionandpartialfunctionsofdietaryfiber
3结论
通过正交试验优选出绿色木霉发酵制取柠檬皮膳
食纤维的最佳工艺条件为温度28℃，发酵时间 72h，
pH6.3；最佳脱色条件为H2O2用量5%，pH10，脱色
温度45℃，脱色时间3h。柠檬皮是很好的膳食纤维
来源，其样品所含的 SDF、TDF含量较高，且溶胀
性、持水力都较好。因此该法是一项将柠檬皮渣变废
为宝的有效措施，具有良好的开发前景。
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方差来源 A B C D 误差
平方和 35.61 70.40 242.61 83.92 11.90
自由度 2 2 2 2 9
均方 17.81 35.20 121.31 41.96 1.32
F值 13.49 26.67 91.90 32.79
显著性 ** ** ** **
成分 柠檬皮 化学法样品 微生物法样品
水分/% 8.44 8.58 6.32
粗蛋白/% 5.62 4.85 4.61
灰分/% 3.18 4.63 5.27
纤维素/% 13.67 19.14 14.41
木质素/% 12.99 18.30 22.41
TDF/% 50.04 81.60 83.58
SDF/% 14.35 31.61 37.24
IDF/% 35.69 49.99 46.34
持水性/（g·g-1） 4.27 8.28 6.76
溶胀性/（mL·g-1） 8.20 10.88 16.57
最近上海市质量技术监督局对60种酱
腌菜产品,其中上海市产品 8种、外省市
生产的产品52种进行了监督抽查,产品抽样合格
率 81.7%,瓶装酱腌菜的抽查合格率高于袋装产
品。这次抽查存在的主要问题：防腐剂、甜味剂
超量和产品标签标示不规范。
行
业
动
态
上海市对酱腌菜监督抽查结果
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